Studi Eksperimental Sistem Pemanen Energi Angin Menggunakan Piezoelektrik Pzt Dengan Mekanisme Tuas Dan Pegas Pada Skala Laboratorium

Manzyz, Ilhan (2025) Studi Eksperimental Sistem Pemanen Energi Angin Menggunakan Piezoelektrik Pzt Dengan Mekanisme Tuas Dan Pegas Pada Skala Laboratorium. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5019211019-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (8MB) | Request a copy

Abstract

Energi terbarukan memegang peranan krusial dalam menghadapi tantangan perubahan iklim dan kebutuhan energi global yang terus meningkat. Penelitian ini termotivasi oleh potensi besar teknologi piezoelektrik sebagai solusi pemanen energi mandiri, khususnya untuk perangkat berdaya rendah seperti Internet of Things (IoT) di lingkungan yang sulit dijangkau. Keterbatasan baterai konvensional dalam hal kapasitas dan masa pakai menjadi masalah utama yang ingin diatasi melalui pemanfaatan energi dari lingkungan sekitar. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui alat pemanen energi dengan mekanisme tuas dan pegas serta model turbin angin sumbu horizontal yang paling optimal, mengetahui pengaruh variasi RPM turbin terhadap tegangan listrik yang dihasilkan, mengetahui pengaruh jumlah gigi pemukul roda terhadap tegangan listrik dan mengetahui pengaruh jenis material pegas terhadap tegangan listrik yang dihasilkan. Metode penelitian melibatkan perancangan dan pemodelan alat menggunakan perangkat lunak 3D, dilanjutkan dengan proses produksi dan perakitan. Eksperimen dilakukan dalam skala laboratorium dengan memvariasikan material pegas (Baja SWP-B Carbon 72-80 dan Stainless Steel 304), jumlah pemukul (2, 4, 6, dan 8), dan RPM turbin (100, 150, 200, 250). Data tegangan output dikumpulkan menggunakan Arduino dan multimeter, kemudian dianalisis untuk mengidentifikasi resonansi terbaik dan daya output tertinggi. Percobaan kekakuan pegas dilakukan untuk memahami karakteristik material. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konfigurasi 6 jumlah pemukul pada material pegas Baja (Steel) menghasilkan tegangan rata-rata tertinggi, mencapai 7,216 Volt pada 250 RPM. Daya output tertinggi yang dicapai adalah 3,46 Watt pada kondisi optimal tersebut. Analisis kekakuan pegas berdasarkan percobaan pembebanan massa menunjukkan bahwa pegas baja memiliki kekakuan lebih tinggi dibandingkan stainless steel. Potensi pemanfaatan alat ini sangat besar untuk mendayai sensor IoT kelautan berdaya rendah seperti sensor CTD, salinitas, dan gelombang, dengan skema pendayaan yang melibatkan Power Management Unit (PMU) dan penyimpanan energi untuk memastikan pasokan daya yang stabil dan berkelanjutan di lingkungan maritim.
=====================================================================================================================================
Renewable energy plays a crucial role in addressing the challenges of climate change and the ever-increasing global energy demand. This research is motivated by the significant potential of piezoelectric technology as a self-sustaining energy harvesting solution, particularly for low-power devices such as the Internet of Things (IoT) in hard-to-reach environments. The limitations of conventional batteries in terms of capacity and lifespan are the primary issues to be addressed through the utilization of energy from the surrounding environment. The objectives of this study are to determine the most optimal energy harvesting device with a lever and spring mechanism and a horizontal-axis wind turbine model, to investigate the effect of turbine RPM variations on the generated electrical voltage, to examine the impact of the number of hammer teeth on electrical voltage, and to assess the influence of spring material type on the generated electrical voltage. The research method involves designing and modeling the device using 3D software, followed by the production and assembly process. Experiments were conducted on a laboratory scale by varying the spring material (SWP-B Carbon 72-80 Steel and Stainless Steel 304), the number of hammers (2, 4, 6, and 8), and the turbine RPM (100, 150, 200, 250). Output voltage data was collected using an Arduino and multimeter, then analyzed to identify the best resonance and highest output power. Spring stiffness experiments were conducted to understand material characteristics. The research results showed that the configuration with 6 hammers on steel spring material produced the highest average voltage, reaching 7.216 volts at 250 RPM. The highest output power achieved was 3.46 Watts under these optimal conditions. Spring stiffness analysis based on mass loading experiments showed that steel springs have higher stiffness compared to stainless steel. The potential application of this device is significant for powering low-power marine IoT sensors such as CTD sensors, salinity sensors, and wave sensors, with a power supply scheme involving a Power Management Unit (PMU) and energy storage to ensure stable and sustainable power supply in marine environments.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Energy Harvester, Lever, Pegas, Pemanen Energi, Piezoelectric, Piezoelektrik, Spring, Tegangan, Tuas, Turbin Angin, Voltage, dan Wind Turbine.
Subjects:	V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM740 Marine turbines
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Marine Engineering > 36202-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Ilhan Manzyz. S. Manzyz. S.
Date Deposited:	28 Jan 2026 05:32
Last Modified:	28 Jan 2026 05:32
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/130724

Actions (login required)

View Item